生物能源的意义
几百年来一直在燃料王国里独领风骚的煤和石油,是由远古时代的动植物生成的。那么我们能种植能源作物并直接从能源作物中生产燃料吗?这是21世纪引起广泛关注的新问题。理想的生物燃料作物应该具有高的光合能力。到目前为止,科学家已经发现了40多种可以产生“油”的植物。正在进行品种选择和品质优化,尽快准备商业化生产。这里有一些理想的生物燃料作物。
原产中国、华北和日本。其优点:1。生长迅速:一季可高3米,被称为“象草”。2.侵略性生长:能在从亚热带到温带的广大地区生长,在强日照和高温条件下旺盛生长,肥水利用率高。生长期不施化肥农药,其根茎上强健的根系能有效吸收养分。3.完全燃烧:“芒”在收获时只含有20%-30%的水分,它在生长过程中释放的二氧化碳和从大气中吸收的一样多,而不会增加大气中的二氧化碳含量。4.成本低:其投资不到种植油菜的1/3。5.高产:每公顷产量高达44吨。每公顷平均年产量为12吨油,高于现有的任何其他能源植物,并且可以连续多年收获。
海带和海带-原产于加州。从这种巨型海带中,可以提取大量的合成天然气,以及氯化钾和化妆品中的乳化剂。其特点:生长迅速,可长2英尺(L英尺= 0。3048米),不到5个月就能长到200英尺(60.96米)。美国政府在加州海岸开辟了一个面积为400平方公里的海底农场,专门种植巨型海带。经专门的采收船采收后,通过自然发酵或人工加速发酵,每年可生产超过220亿立方英尺的合成天然气,可供一个5万人口的城市使用。根据台湾省科学家的实验结果,投资和运行成本相对较低:“海带天然气”每立方米价格为新台币65438元+0.5元,而工业用天然气每立方米为新台币9元。仅此而已:巨藻有资格做能源救星。巨藻的生长温度在15 ~ 20℃之间,所需电流不大。我国澎湖、马祖附近的海湾适合巨藻生长。但由于巨型海带需要在150-300米的深度才能获得足够的营养,矛盾在于不易收获,阳光无法穿透,导致光合作用困难。只有突破这个难题,巨型海带的未来才能超越其他种类的生物能源。
巨型海带每年还可以用来生产氯化钾和化肥,提取化妆品的乳化剂,增加鱼和牡蛎的产量。
美国西海岸水域中丰富的一种巨型海藻可以用来提取汽油和柴油作为石油的替代品。美国能源科学家正在进行实验。如果实验成功,这种海洋植物的汽油价格将低于普通汽油。巨藻一般有70-80米长,最长可达500米。巨藻还可以提取藻胶,制造塑料和纤维板,也是医药工业的原料。它富含甲烷,可以用来制造气体。这种新的绿色能源前景诱人。在大陆架水域可以大规模培养巨型藻类。叶子集中在海水表面,便于机械化收割。它的生长速度很惊人,每天昼夜能长30厘米,一年能收割三次。
日本发展轻工业和工业的中央研究所生物化学研究所已经成功地从一种淡水藻类中提取了油。这种藻类在吸收二氧化碳进行光合作用的过程中,会在体内积累油脂。在研究过程中发现,这种藻类不仅二氧化碳吸收率高,而且产油能力也远远超过预期水平。这种淡水藻类广泛分布在世界各地的湖泊和沼泽中。2克藻类在10天内可以增殖到10克,其中含有5克左右的油脂。用特殊的溶剂搅拌混合,然后除去溶剂,留下油。其热值可与重油相当,氮含量仅为重油的1/2,硫含量仅为重油的1/190。燃烧后的灰烬富含钾,可用作肥料。但对杂菌敏感,提取困难。科研负责人打算通过湖泊大规模养殖的方式,进一步探索切实可行的途径。
生物燃料作物作为未来的新能源,与其他能源相比有很多优势:l)它是一种绿色清洁的能源,在当今全球环境污染严重的情况下,非常有利于保护环境。2)分布区域广,可因地制宜种植,无需勘探、钻探、开采,也减少了长途运输,成本低,易于推广。3)可以快速生长,通过大规模种植保证产量,是可再生的种植能源,不是一次能源。4)使用起来比核电等能源安全很多,不会出现爆炸、泄漏等安全事故。5)发展生物燃料作物将逐步加强世界各国在能源方面的独立性,减少对石油市场的依赖,在保障能源供应和稳定经济发展方面发挥积极作用。
一些欧洲国家已经大规模种植芒草,英国计划在654.38+0.5万英亩上种植芒草。德国建了一个发电厂,发电量654.38+0.2万千瓦,燃料是芒草、胡杨、柳树和秸秆的混合物。
在发达国家推广种植能源作物不仅是国际环境保护的大势所趋,也是农业经济恢复和土壤改良的要求。现代农业的高产量,单一作物的种植,过度机械化的结果,导致了严重的水土流失。在一些发展中国家,不适当的耕作方法和种植对土壤有害的作物对环境造成了不利影响。种植能源作物不仅可以防止土壤流失,还可以帮助土壤建立新的土层。科学家认为,普通植物的太阳光利用效率不到4%。如果通过研究把新能源作物的太阳光利用率提高到5%,只要世界农田面积为1/10,就可以提供相当于人类目前使用的所有化石燃料的能量。10-20年后,农民很可能转向能源作物,在农场上建造发电站,大量使用“生物燃料”。发展生物燃料作物是解决未来能源的有效新途径之一。